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物理と化学

ゴルフボールが凸凹している理由は? 空気抵抗が関係?

投稿日:2016年8月27日 更新日:

今回は物理のお話第一弾と題しまして、ゴルフボールのお話をしたいと思います。

ゴルフボールと聞くと、みなさん御存じゴルフで使うボールですね。しかしよぉーく見ると、ゴルフボールって表面が凸凹してますね。

ゴルフボール

 
ゴルフ好きの人ならよくわかると思いますが、なぜだかわかりますか?

実はちゃんとした理由があるのです、少し物理学っぽい内容になると思いますがご了承ください。




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ゴルフボールの凸凹はディンプル! その由来は?

ゴルフと言うのはクラブでゴルフボールを遠くまで飛ばし、いかに少ない打数でホールに入れるかを競う球技のことです。

実は昔は普通に表面がツルツルの球を使っていたそうなんですが、表面に傷の入ったゴルフボールの方が遠くに飛ばせるということに気づき、積極的に凹みをつくったと言われています。

 
表面の凸凹はディンプルと呼ばれていて、イギリスの測定器メーカー『テーラーホブソン』のエンジニアが発明したのが最初と言われています。

 
ではなぜ表面が凸凹の方がより遠くに飛ばせるのか、それは飛んでいくゴルフボールの後ろに作る空気の渦が関係しています。

 
例えばみなさんもプールに入ったことはあると思いますが、プールに入って歩くと、水の抵抗を強く感じて歩きにくいですよね。あれは体の周りにある水が人の動きについてこようとするからです。自分の体の後ろを見ると、水面が複雑にうねっているのが見て取れます。

つまり渦を作っているのです。

これが歩く方向と反対に圧力抵抗を生み、前へ進みにくくなるのです。




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ディンプルでゴルフボールはより飛びやすくなる!

話をゴルフボールに戻すと、ゴルフボールはクラブにショットされた直後は時速200kmともいわれていて、これは空気中でゴルフボールが後方に渦を起こすのに十分なスピードになります。

 
ここで下の画像をご覧ください。

ディンプル

表面がツルツルのボールと、凸凹のボールで作られる空気の渦を比較した画像です。(自作の画像です、下手でごめんなさい (ノ∀`) )
 
ディンプルのあるボールの方が、ボール表面に沿う空気の流れがより後ろまで滑らかになり、渦も小さくなっているのがわかります。これは凹みのごく近傍にある空気が起こす微小な乱れにより、ボールの周りを通る空気の流れを整える役割を果たしているからです。
(これを整流効果といいます。)

渦が小さくなればボールに働く圧力抵抗も小さくなり、より遠くまで飛ばすことが可能となるわけです。

 
いかがでしたか、参考になりましたら幸いです。

今後もこんな感じで身近な生活の謎を物理学的な観点を使って解説していく特集を時々記事にしていきたいと考えております。

 

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